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  • 全球抗癌研究:人工智能 基因测序各路人马齐上阵

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    • 时间:2016-09-28
    • 来源: 环球网
    • 编译:zy
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       今年年初,美国总统奥巴马宣布发起抗癌“登月计划”,要求在现有基础上,两年内再为抗癌研究注入10亿美元的资金,目标是让癌症研究的相关进展速度翻一番,在5年内取得原本10年才能取得的成果。本月早些时候,由癌症专家组成的美国“蓝丝带顾问咨询委员会”建议,抗癌“登月计划”应在免疫疗法、数据共享和建立患者网络等十大领域重点投资,加快癌症研究。
     
      科学进步使抗癌研究具备了加速前进的基础,人类战胜癌症已可见到曙光。以抗癌“登月计划”为代表,近年来,各发达国家对抗癌研究加大支持,在基因组学、免疫疗法、基因编辑等几个方向力求突破。

      抗癌研究处于重大突破关头
     
      早在1971年,时任美国总统尼克松就提出“抗癌战争”。但40多年过去,仍然没有一种癌症能被根治,癌症已经成为一种常见病和多发病。
     
      据世界卫生组织统计,全球癌症患者数量正以惊人的速度增加。2012年,全球新增癌症病例约为1400万例,预计20年内这个数字将上升到2200万。
     

     
      奥巴马政府如今再提抗癌“登月计划”,因为医学进步让人们看到了战胜癌症的曙光。领导这一项目的美国副总统拜登在一篇解释性文章中说,癌症研究学界在这个问题上基本达到共识,“我们处在转折点上,科学已经准备就绪”。
     
      拜登表示,过去10年中,医学界在基因组学、癌症免疫疗法、病毒疗法和联合疗法等方面取得了“惊人进步”,而摆在人们面前的任务是要打破一些屏障,尽一切努力加快癌症研究的进展速度。
     
      不仅美国,近年来其他发达国家也加大了对抗癌研究的投资。比如,德国早在2012年就正式成立“癌症转化研究联盟”。该联盟由德国癌症研究中心和其他7家院校合作设立,构成德国癌症研究的强大网络,旨在进一步加强基础研究向临床应用的转化,助力癌症的预防、早期诊断和治疗。
     
      从基因“根治”癌症
     
      大量科学研究证实,绝大多数肿瘤是由遗传、环境及感染等因素引起,而且均从基因损伤开始。因此,理解基因和癌变的联系,进而尝试“修改”引发癌变的基因,被认为是“根治”癌症的有效方法。
     
      目前,世界范围内的肿瘤基因组研究已完成了对人类20多种常见肿瘤的全景式扫描。但科学家们认为,由此而产生的海量数据中只有少量的改变会真正引发肿瘤,如何鉴别出这些关键的突变并利用这些发现来帮助病人,是癌症研究者面临的挑战。
     
      为此,日本东京大学正用具有人工智能的“沃森”计算机分析基因数据,研究人员认为,人工智能和大数据分析能够以相当快的速度和相当高的准确性提供癌症诊断和治疗的必要信息,对于今后从基因层面诊断和治疗癌症不可或缺,
     
      癌症基因组学正逐渐走向临床应用,为癌症能在基因层面实现更早期检测、分型、用药指导、预后监测提供科学依据。除利用基因组技术检测、预防癌症外,目前利用基因编辑技术治疗癌症的研究正处于起步阶段。
     
      被誉为“基因剪刀”的CRISPR基因组编辑技术是生物医学史上第一种可高效修改基因组的工具,具有精确、成本低以及操作简便等特点。虽然它诞生至今只有4年时间,却已被美国《科学》杂志在2012年和2013年两次评为年度十大突破,2015年更是把它选为“年度头号突破”。
     
      2016年6月,美国国家卫生研究院一个咨询委员会批准了首个利用CRISPR基因编辑技术来治疗癌症的人体临床试验,让这种目前备受关注的生物医学技术距临床试验仅差美国食品和药物管理局批准一步之遥。
     
      免疫疗法前景广阔
     
      癌症免疫疗法的起源可以追溯到上世纪80年代末。当时法国科学家詹姆斯?阿利森发现人体血液内的T细胞表面有一种叫做CTLA-4的分子,它会阻止T细胞全力攻击“入侵者”,起着类似刹车的作用。但直到1996年,阿利森才利用小鼠实验证实,“阻击”CTLA-4会解除T细胞受到的束缚,使其全力对抗癌细胞。
     
      几乎与阿利森同时期,日本京都大学教授本庶佑发现了T细胞上的另一个“刹车”分子PD-1。涉及该分子的首个临床试验2006年启动,从一小部分患者中得到的初步结果看,抗PD-1疗法具有令人兴奋的应用前景。
     
      随着免疫学的发展,医学界认识到人类自身体内的B细胞、T细胞、NK细胞等免疫细胞有清除癌细胞的潜力,如果去掉这些免疫细胞的某些“束缚”或使它们精确“瞄准”癌细胞,就可以使其抗癌,这就是癌症免疫疗法。
     
      尽管免疫疗法目前适用范围有限而且有一些副作用,但它并不像一些媒体报道所说的“在国外已经被淘汰”,而被医学界视为人类攻克癌症的一项前沿技术。
     
      在美国的抗癌“登月计划”中,免疫疗法是一个重点领域;英国癌症研究会去年发布公告认为,如果进展顺利,免疫疗法甚至有望取代化疗成为癌症的标准疗法;美国《科学》杂志2013年将癌症免疫疗法评为当年十大科学突破;2011年,诺贝尔生理学或医学奖也颁给了免疫疗法。
     
      《科学》杂志认为,癌症研究界在2013年经历巨变,因为酝酿了数十年的癌症免疫疗法终于确定了它的潜力,在临床试验中表现出令人鼓舞的效果。
     
      中国抗癌研究进展迅速
     
      在世界抗癌研究的潮流中,中国进展迅速。2012年起,在“十二五863计划”支持下,中国科学家在“重大疾病的基因组技术”重大项目12个课题中,以肿瘤为研究对象,对12种肿瘤进行研究,为肿瘤分子分型和个体化诊疗提供技术支撑和基础数据。
     
      据中国肿瘤基因组协作组的杨焕明院士介绍,其中胃癌、大肠癌、食道癌、肝癌和鼻咽癌等5大肿瘤加入国际癌症基因组联盟,成为大型国际癌症计划的重要组成部分。截至目前,这一重大项目在多种癌症上取得了初步但具有引领意义的科研成果,在国际权威杂志上发表了一系列论文。
     
      世界最大的“基因工厂”深圳华大基因研究院自1999年起一直开展肿瘤基因组学研究。“目前的技术可一次性检测508个肿瘤相关基因,解读88种肿瘤药物,全面、精准地解读肿瘤药物和基因的关系,根据患者的基因信息,协助医生选择合适的治疗药物,为患者制定个体化治疗方案,”华大基因研究院院长汪建表示。
     
      在免疫疗法领域,中南大学湘雅医院肿瘤科主任钟美佐教授介绍,中国也在广泛展开免疫疗法的临床研究论证。在世界范围内,细胞免疫治疗中唯一经过三期临床验证的是树突状细胞疫苗,2010年在美国批准上市用于治疗激素抵抗的晚期前列腺癌,中国也有一个项目处于三期临床试验阶段。
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